利用余热制无氧纯水的节能装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种利用余热制无氧纯水的节能装置，其特征在于，所述节能装置包括预热器，真空除氧器，循环水冷却设备、冷凝器，所述真空除氧器的一端连接预热器，另一端连接循环水冷却设备，所述循环水冷却设备的另一端连接冷凝器：所述节能设备还包括蒸发器，所述蒸发器的上方设置有冷凝器。整体结构设计巧妙，成本较低，该节能设备充分利用装置的低温余热，在真空状态下制取无氧纯水，并将这些无氧纯水用于工业锅炉、废热锅炉的补充用水，使锅炉取消热力除氧系统和连续排污系统，能源更加充分利用，也取消了相关的乏汽热量回收设备，大大降低企业的生产成本。
【专利说明】利用余热制无氧纯水的节能装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种节能装置，尤其涉及一种利用余热制无氧纯水的节能装置，应用在拥有低温余热，并有需要无氧纯水的锅炉等的相关装置中。
【背景技术】
[0002]目前各类工业锅炉、废热锅炉用水很多采用离子交换法生产软化水，再将软化水通过各类除氧的方法进行除氧后，作为锅炉水使用的工艺方法，其中最常用的是热力除氧。
[0003]离子交换法生产的软水只是通过交换树脂将原水中的钙、镁离子替换成钠离子，使水软化。由于蒸汽锅炉产生蒸汽是一个不断浓缩的过程，所以这类锅炉水必须进行连续排污与定期排污，以降低锅炉水中含盐、碱量与硅酸盐量，以保证蒸汽的品质。通常情况下锅炉的连续排污量控制在10%以下，每增大1%，燃料消耗或耗能量就增加0.3%。虽然目前许多企业增加了能量回收设备，但同样存在设备投资高，操作复杂、高品位能低质使用等现象。如果控制不当，还会使蒸汽中硅含量、钠含量或氯含量增加，导致后续设备如汽轮机、换热设备或锅炉本身的故障，给生产带来极大的隐患。
[0004]一般情况下软水中溶解有氧气、氮气等气体，而氧气在高温下会对设备腐蚀，会使凝结水中铁离子含量增加，管线与设备腐蚀穿孔等现象，因此21/11以上的锅炉必须进行除氧。而热力除氧是通常的做法。热力除氧的原理是利用蒸汽将锅炉给水加热到除氧器压力(0.018198)下的饱和温度，这时水表面蒸汽压力接近于水面的全压力，溶解在水中的各种气体的分压力接近于零，给水不具备溶解气体的能力，溶解在水中的气体就会析出，从而达到除去氧气，保护热力设备及管道的目的。通常情况下除氧蒸汽所占的能源比例为10%左右，即生产1吨蒸汽，需自己消耗除氧蒸汽0.1吨左右，大大浪费了能源，不利于节能环保的进行。
[0005]另一方面由于石油化工企业、热电企业等低温余热较多，尤其是低于1001物料大部分只能利用空气冷却器、循环水冷却器进行冷却，既浪费了大量的热能，还浪费了维持空冷风机、循环水泵与风机运转的大量电能。因此，迫切的需要一种新的技术方案解决上述技术问题。
【发明内容】
[0006]为了解决上述存在的问题，本发明公开了一种利用余热制无氧纯水的节能装置，该设备是一种结构设计巧妙、安全可靠、使用方便、成本低廉的节能装置，实现设备功能与经济效益的最大化。
[0007]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种利用余热制无氧纯水的节能装置，其特征在于，所述节能装置包括预热器，真空除氧器，循环水冷却设备、冷凝器，所述真空除氧器的一端连接预热器，另一端连接循环水冷却设备，所述循环水冷却设备的另一端连接冷凝器。整个技术方案设计巧妙，充分利用现有设备的余热制备无氧纯水，减少了能源的浪费，降低了企业的生产成本。
[0008]作为本发明的一种改进，所述节能设备还包括蒸发器，所述蒸发器的上方设置有冷凝器。
[0009]作为本发明的一种改进，所述节能设备还包括冷却塔，所述冷凝器和冷却塔之间设置有冷却循环水泵。该技术方案中设备有冷凝器、冷却塔，实现二次真空冷凝过程，抽去了析出的氧气和不凝气，进一步降低纯水中的氧含量。
[0010]作为本发明的一种改进，所述节能设备还包括除氧纯水罐，所述除氧纯水罐和冷凝器之间设置有纯水泵。该技术方案设置了真空除氧器和除氧纯水罐，实现了两次真空除氧，除氧大大降低了水中的溶解氧气与其它不凝气，降低了真空制水机组的抽气负荷，同时也降低了氧腐蚀。
[0011]作为本发明的一种改进，所述节能设备还包括污物回收池，所述污物回收池设置在循环泵和蒸发器之间，连接污物回收池的管道上设置有排污阀。通过排污阀定期对污物进行排放。
[0012]作为本发明的一种改进，所述节能装置还包括软水进料阀，所述软水进料阀设置在连接预热器的前端。
[0013]采用所述节能装置利用余热制无氧纯水的方法，其特征在于:具体方法如下，
[0014]1)常温软水在进料控制阀的控制下，经过预加热器加热至50?701后，进入初步真空除氧器，初步真空除氧器中的温度为40?601，水在真空状态下处于沸腾状态，其中的溶解的大部分氧与少量的水蒸汽从顶部抽真空管线经真空泵排至大气；
[0015]2)初步除氧后的软水与循环软水一起由软水循环泵泵入真空制水主机的蒸发器，通过喷淋蒸发方式产生蒸汽，蒸汽进入上部的冷凝器冷凝后，形成纯水；纯水由集水盘收集后，由纯水泵打入除氧纯水罐。
[0016]在此过程中，整个主机维持在高真空状态，析出的不凝气与残余氧气由真空泵抽走；蒸发器的热源由装置的低温热物料，例如汽油、煤油、柴油等物料提供，温度范围可从1201?801，通过蒸发段可降温至40— 501 ；如果一股热物料热量不够，还可以设计多股物料加热蒸发方式。冷凝器采用循环水冷却，并专设循环水冷却塔，循环水设计温度不高于33 00，回水温度431左右；
[0017]由于蒸发温度低，整个装置控制一定的排污率可在进料水量的5%左右，而且排污温度在451左右，排放时不浪费能源，同时也无需冷却水冷却，取消了扩容设备，工艺设备简单。
[0018]由于制出纯水为蒸馏水，几乎不含盐，一方面去除了利用离子交换技术无法去除的硅等有害物质，另一方面也不会额外增加其他的离子。作为锅炉水使用，不会产生浓缩效应，锅炉可以取消连续排污的流程，只需保留定期排污等防止意外情况发生的设施。就此项而言，锅炉的燃料节能率达到3%以上。同时由于连续排污的取消，也取消了相关扩容与热回收设备，节省了装置的投资成本与维护成本。
[0019]该机组使用纯水作为锅炉水之后，锅炉水的中碱度、氯离子含量、硅含量、钠含量等将大大降低，蒸汽品质将大大改善。以前发生的因蒸汽质量不合格而造成蒸汽设备结盐、堵塞、腐蚀及振动等问题均能解决，并能长时间保证设备的平稳运行。
[0020]这种方法取消了热力除氧蒸汽，减少了蒸汽排放及相关的余热回收设备，节能率最高能达10%左右。同时使用除氧纯水工艺后，消除了有氧软水预热器的腐蚀问题，将有氧软水预热至1001左右，经常因为有氧而腐蚀穿孔。该工艺除氧率稳定，不会发生大的波动，能有效控制锅炉及后续设备的有氧腐蚀。保证了设备的稳定性。
[0021]相对于现有技术，本发明的优点如下，1)整体结构设计巧妙，成本较低，该节能设备充分利用装置的低温余热，在真空状态下抽取无氧纯水，并将这些无氧纯水用作工业锅炉、废热锅炉的补充用水，能源更加充分利用，大大降低企业的生产成本该技术方案直接利用了装置的低温余热作为蒸发热源，虽然增加了制水的循环水泵、塔风机等的电能，但也停用或降低了空气冷却器风机与水冷器的循环水耗电，两者相抵，低温真空制水并没有消耗额外的电能，整体来看节约了能源，降低的企业生产成本；3)该技术方案由于制出纯水为蒸馏水，几乎不含盐，一方面去除了利用离子交换技术无法去除的硅等有害物质，另一方面也不会额外增加其他的离子。作为锅炉水使用，不会产生浓缩效应，锅炉可以取消连续排污的流程，只需保留定期排污等防止意外情况发生的设施。就此项而言，锅炉的燃料节能率达到3%以上。同时由于连续排污的取消，也取消了相关扩容与热回收设备，节省了装置的投资成本与维护成本。该机组使用纯水作为锅炉水之后，锅炉水的中碱度、氯离子含量、硅含量、钠含量等将大大降低，蒸汽品质将大大改善。现有技术中发生的因蒸汽质量不合格而造成蒸汽设备结盐、堵塞、腐蚀及振动等问题均能解决，并能长时间保证设备的平稳运行。4)该技术方案进行了两次真空除氧，初次除氧大大降低了水中的溶解氧气与其它不凝气，降低了真空制水机组的抽气负荷，同时也降低了氧腐蚀。二次真空冷凝过程中，继续抽除析出的氧气与不凝气，进一步降低了纯水中的氧含量。这种方法取消了热力除氧蒸汽，减少了蒸汽排放及相关的余热回收设备，节能率最高能达10%左右。同时使用除氧纯水工艺后，消除了有氧软水预热器的腐蚀问题，将有氧软水预热至1001左右，该工艺除氧率稳定，不会发生大的波动，能有效控制锅炉及后续设备的有氧腐蚀，保证了设备的稳定性；5)该技术方案成本较低，能耗低，便于大规模的推广使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本发明整体结构示意图，
[0023]图中:1、软水进料阀，2、预热器，3、真空除氧器，4、软水循环泵，5、排污阀，6、蒸发器，7、纯水泵，8、除氧纯水罐，9、热物料进出线，10、冷却塔，11、冷却循环水泵，
12、冷凝器，13、真空泵，14、污物回收池。
【具体实施方式】
[0024]为了加深对本发明的认识和理解，下面结合附图和【具体实施方式】，进一步阐明本发明。
[0025]下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
[0026]本【技术领域】技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
[0027]本【技术领域】技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语，包括技术术语和科学术语具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。实施例1:
[0028]参见图1，一种利用余热制无氧纯水的节能装置，所述节能装置包括预热器2，真空除氧器3，循环水冷却设备、冷凝器12，所述真空除氧器3的一端连接预热器2，另一端连接循环水冷却设备4，所述循环水冷却设备设置为循环泵4，所述循环水冷却设备的另一端连接冷凝器12，该节能装置还包括软水进料阀1，所述软水进料阀1设置在连接预热器2的前端。整个技术方案设计巧妙，充分利用现有设备的余热制备无氧纯水，减少了能源的浪费，降低了企业的生产成本。
[0029]实施例2:
[0030]参见图1，作为本发明的一种改进，所述节能设备还包括蒸发器6，所述蒸发器6的上方设置有冷凝器12 ；所述节能设备还包括冷却塔10，所述冷凝器12和冷却塔10之间设置有冷却循环水泵11。该技术方案中设备有冷凝器12、冷却塔10，实现二次真空冷凝过程，抽去了析出的氧气和不凝气，进一步降低纯水中的氧含量。其余结构和优点和实施例1完全相同。
[0031]实施例3:
[0032]参见图1，作为本发明的一种改进，所述节能设备还包括除氧纯水罐8，所述除氧纯水罐8和冷凝器12之间设置有纯水泵7。该技术方案设置了真空除氧器和除氧纯水罐，实现了两次真空除氧，除氧大大降低了水中的溶解氧气与其它不凝气，降低了真空制水机组的抽气负荷，同时也降低了氧腐蚀。其余结构和优点和实施例1完全相同。
[0033]实施例4:
[0034]参见图1，作为本发明的一种改进，所述节能设备还包括污物回收池14，所述污物回收池14设置在循环泵4和蒸发器6之间，连接污物回收池的管道上设置有排污阀5。通过排污阀5定期对污物进行排放。其余结构和优点和实施例1完全相同。
[0035]实施例5:
[0036]参见图1，采用所述节能装置利用余热制无氧纯水的方法，具体方法如下，
[0037]1)常温软水在进料控制阀的控制下，经过预加热器加热至50?701后，进入初步真空除氧器，初步真空除氧器中的温度为40?601，水在真空状态下处于沸腾状态，其中的溶解的大部分氧与少量的水蒸汽从顶部抽真空管线经真空泵排至大气；
[0038]2)初步除氧后的软水与循环软水一起由软水循环泵泵入真空制水主机的蒸发器，通过喷淋蒸发方式产生蒸汽，蒸汽进入上部的冷凝器冷凝后，形成纯水；纯水由集水盘收集后，由纯水泵打入除氧纯水罐。
[0039]在此过程中，整个主机维持在高真空状态，析出的不凝气与残余氧气由真空泵抽走；蒸发器的热源由装置的低温热物料，例如汽油、煤油、柴油等物料提供，温度范围可从1201?801，通过蒸发段可降温至40— 501 ；如果一股热物料热量不够，还可以设计多股物料加热蒸发方式。冷凝器采用循环水冷却，并专设循环水冷却塔，循环水设计温度不高于33 00，回水温度431左右；
[0040]由于蒸发温度低，整个装置控制一定的排污率可在进料水量的5%左右，而且排污温度在451左右，排放时不浪费能源，同时也无需冷却水冷却，取消了扩容设备，工艺设备简单。
[0041]由于制出纯水为蒸馏水，几乎不含盐，一方面去除了利用离子交换技术无法去除的硅等有害物质，另一方面也不会额外增加其他的离子。作为锅炉水使用，不会产生浓缩效应，锅炉可以取消连续排污的流程，只需保留定期排污等防止意外情况发生的设施。就此项而言，锅炉的燃料节能率达到3%以上。同时由于连续排污的取消，也取消了相关扩容与热回收设备，节省了装置的投资成本与维护成本。
[0042]本发明海可以将实施例2、3、4所述的技术特征至少一个与实施例1组合成新的实施方式。
[0043]本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。
【权利要求】
1.一种利用余热制无氧纯水的节能装置，其特征在于，所述节能装置包括预热器，真空除氧器，循环水冷却设备、冷凝器，所述真空除氧器的一端连接预热器，另一端连接循环水冷却设备，所述循环水冷却设备的另一端连接冷凝器。
2.根据权利要求1所述的利用余热制无氧纯水的节能装置，其特征在于:所述节能设备还包括蒸发器，所述蒸发器的上方设置有冷凝器。
3.根据权利要求2所述的利用余热制无氧纯水的节能装置，其特征在于:所述节能设备还包括冷却塔，所述冷凝器和冷却塔之间设置有冷却循环水泵。
4.根据权利要求3所述的利用余热制无氧纯水的节能装置，其特征在于:所述节能设备还包括除氧纯水罐，所述除氧纯水罐和冷凝器之间设置有纯水泵。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的利用余热制无氧纯水的节能装置，其特征在于:所述节能设备还包括污物回收池，所述污物回收池设置在循环泵和蒸发器之间，连接污物回收池的管道上设置有排污阀。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的利用余热制无氧纯水的节能装置，其特征在于:所述节能装置还包括软水进料控制阀，所述软水进料控制阀设置在连接预热器的前端。
【文档编号】C02F9/10GK204185327SQ201420592405
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月14日 优先权日:2014年10月14日
【发明者】张寒军 申请人:张寒军